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第四节
生态系统的信息传递
高中生物学·选择性必修二
SHENGTAIXITONG
生态系统中的信息有哪些类型？
生态系统中的信息传递起着什么作用？
如何运用生态系统的信息传递原理提高农作物产量、进行有害动物的防治？
本节
聚焦
第三章 生态系统及其稳定性
+
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BENJIEJUJIAO
-分析讨论-
1.对案例进行分析讨论
2.概述生态系统：
信息的类型
信息传递的过程
Analysis and discussion
-阐明关系-
Clarify the relationship
-举例说明-
Example
-分析案例-
Analysis case
1.阐明生态系统的关系
信息传递
物质循环
能量流动
1.分析信息传递在农业生产中应用的案例
2.评价其合理性
1.举例说明信息传递在生态系统中的作用
教｜学｜目｜标
T e a c h I n g o b j e c t I v e s
问题探讨
生态系统中的信息与种类
一只蜜蜂在找到蜜源之后，如何告诉巢中的其他同伴蜜源的位置呢？
你还能举出生物间传递信息的其他例子吗？
圆圈舞
百米内
摆尾舞
百米外
生态系统中的信息与种类
夜莺在迁徙的过程靠什么辨别方向？
问题探讨
生态系统中的信息与种类
信息
在日常生活中，人们通常将可以传播的消息、情报、指令、数据与信号等称作信息。
信息流
生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生与交换，能够产生信息传递，即信息流。
特别注意｜生态系统的信息传递，不包括细胞内及细胞之间的信息传递。
问题探讨
01
生态系统中的
信息与种类
物理信息｜化学信息｜行为信息
概念｜通物理过程传递的光、声、温度、湿度、磁场等信息
来源｜可以是非生物环境，也可以是生物个体或群体
举例｜蜘蛛、狼、萤火虫、鸟类、海豚、蝙蝠等
蛛网振动 狼的叫声 萤火虫/光 鸟类迁徙/温度 海豚哺食/超声波 蝙蝠/回声定位
生态系统中的信息与种类
物理信息
科学家试验站：
性外激素：蚕蛾醇
雌蛾和雄蛾通过什么信息联系的呢？
化学信息
实验1
把一只雌蛾关在黑暗笼子里，吸引了大量雄蛾来交尾；
实验2
把雌蛾装进密闭透明容器后，雄蛾对雌蛾视而不见；
生态系统中的信息与种类
化学信息
生态系统中的信息与种类
化学信息
概念｜在生命活动中，生物还产生一些可以传递信息的化学物质
来源｜生物体的代谢产物或分泌物
实例｜如植物的生物碱、有机酸等代谢产物以及动物的性外激素，昆虫、鱼类以及哺乳类等生物体中的信息素等
蜜蜂分泌信息素
花香引碟
+
蚂蚁之所以永远不会迷路，其神奇之处就在于它沿途留下的记号——尾迹素。
黄鼠狼难以脱身时，会突然施放出一股臭液来，奇臭难闻。一个臭屁救了黄鼠狼的命。
生态系统中的信息与种类
化学信息
雌蝗在远处的草丛中分泌一种特殊的激素，雄蝗头上的一对触角像电视接收天线一样，能准确无误地接收到这种信号，及时飞来，喜从天降，巧结良缘。
水葫芦根部的分泌物可以明显地抑制藻类的生长
虎撒尿圈地(代谢产物)
生态系统中的信息与种类
行为信息
概念｜动物的特殊行为，主要指各种动作，这些动作也能够向同种或异种生物传递某种信息，即动物的行为特征可以体现为行为信息
来源｜动物的特殊行为
实例｜蜜蜂跳舞、孔雀开屏、鸟类的“求偶炫耀”等
蜜蜂跳舞
豪猪竖刺
孔雀开屏
求偶炫耀
生态系统中的信息与种类
行为信息
种类 传递形式 来源 实例
物理信息
化学信息
行为信息
物理过程
光、声、温度、湿度、磁力等
以化学物质为信息载体
生物体
生物碱、有机酸、性外激素
动物行为特征
求偶炫耀、蜜蜂舞蹈
非生物环境或生物个体或群体
动物
-生态系统中信息的种类的比较-
三种信息都可以来源于动物，其中，只有物理信息可以来源于非生物环境
生态系统中的信息与种类
信息传递的特点
生物可以通过一种或者多种信息类型进行交流
孔雀：
开屏（行为信息）：求偶
鸣叫（物理信息）：与同类交流
食草动物：
远处识别植物的颜色（物理信息）-搜寻食物
近处通过植物的气味（化学信息）-辨别和摄取食物
信息传递
生物与非生物｜同种生物｜不同生物
生态系统
个体与个体之间
种群与种群之间
生物群落与环境
多数情况下
信息传递为双向的
鸟的鸣叫与跳跃提醒犀牛附近有危险情况
生态系统中的信息与种类
信息传递的过程
鲜艳
颜色
芳香
气味
嗅觉
器官
眼
植物花朵
蜜蜂
光
空气
物理信息
化学信息
舞蹈
眼
侦察蜂
其他蜜蜂
光
行为信息
信息源
信道
信息受体
信息生产者
信息传输者
信息接受者
生态系统中的生物种群之间，以及它们内部都有信息的产生和交流，能够形成信息传递，即信息流。信息传递大多具有双向性的特点。
生态系统中的信息与种类
旁栏思考
生态系统中信息传递与物质循环和能量流动存在哪些差异？
-途径不同-
物质循环与能量流动通过食物链（网）进行，信息传递通过多种途径进行
Different ways
-特点不同-
物质循环具有循环性、全球性的特点，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，信息传递往往是双向的
Different characteristics
-范围不同-
物质循环的范围是生物圈内，能量流动的范围是食物链的各营养级，信息传递的范围是生物与生物之间、生物与非生物环境之间
Different scope
02
信息传递在
生态系统中的作用
个体水平｜种群水平｜群落和生态系统水平
信息传递在生态系统中的作用
信息传递的重要性
萌发率/％
波长/nm
资料1：
海豚进行捕食、探路、定位和躲避天敌等行为几乎都依赖于超声波，他们可使用频率超过100KHz的超声波进行“回声定位”
资料2：
有些植物像莴苣伽烟草的种子，必须接受某种波长的光信息才能萌发。
-物理信息-
讨论1：根据资料，分析信息传递与生命活动的正常进行有什么关系？
生命活动的正常进行，离不开信息传递。（个体水平）
信息传递在生态系统中的作用
信息传递的重要性
资料3：
自然界中，植物开花需要光信息刺激，当日照时间达到一定长度时，植物才能开花。许多动物都能在特定时期释放用于吸引异性的信息素，经过科学家的研究，以分离和鉴定了上千种昆虫信息素，其中大部分是用来传递性信息号的
讨论2：信息传递在种群繁衍过程中起什么作用？
通过信息传递，雌雄个体才能相互识别、交配，这样才能保证种群的繁衍说明生物种群的繁衍，离不开信息的传递。（种群水平）
注：竹节虫利用信息素吸引异性繁殖
信息传递在生态系统中的作用
信息传递的重要性
调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定性。（群落和生态系统水平）
资料4：
2001年，科学家发现，烟草植株受到蛾幼虫攻击后，能够产生和释放可挥发的化学物质。这些化学物质，白天可以吸引蛾幼虫的天敌——寄生虫或捕食者，夜间又能驱除夜间活动的雌蛾，使它们不能在叶片上停留产卵
资料5 ：
①当草原返青时，“绿色”为草原动物提供开始采食的信息
②在森林中，狼既能用眼睛辨别猎物，也可以根据耳朵听到的声音作出反应，以追捕猎物；兔同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕
03
信息传递在
农业生产中的应用
提高产量｜有害控制
信息传递在农业生产中的应用
提高农畜产品产量
利用模拟的动物信息
吸引大量的传粉动物
提高传粉效率和结实率
利用温度和湿度延长蔬菜的种植期
延长光照时间
刺激鸡卵巢发育和雌激素的分泌
大大提高产蛋率
01
02
03
信息传递在农业生产中的应用
对有害动物进行控制
利用光照、声音信号诱捕或驱赶某些动物
02
利用特殊的化学物质扰乱某些动物的雌雄交配，使有害动物的繁殖力下降
01
利用昆虫信息素诱捕或警示有害动物，降低害虫种群密度
03
生物防治
种类 化学防治 机械防治
措施
优点
缺点
喷施化学药剂
人工捕捉等
引入天敌、寄生虫或使用信息素等
作用迅速
短期效果明显
会使害虫的抗药性增强
可能杀害害虫天敌破坏生态平衡
污染环境
无污染
见效快，效果好
费时费力
对体型很小的害虫无法实施
成本低，无污染
效果好且持久
天敌数量不明确，甚至可能会引发生态危机（可能引起物种入侵）
寄生生物专一性强
-有害动物三种防治方法的比较-
信息传递在农业生产中的应用
对有害动物进行控制
生物防治
是目前人们越来越倾向于利用对人类生存环境物污染的、有效的方法
-生态系统三大功能比较-
信息传递在农业生产中的应用
对有害动物进行控制
项目 能量流动 物质循环 物质循环 信息传递
特点
范围
途径
模式图
联系
单向流动，逐级递减
全球性，循环性
往往是双向的（也有单向）
生态系统中各营养级之间（生物群落中）
生物圈
生物之间
生物与非生物环境之间
食物链和食物网
多种
食物链和食物网
任何一个生态系统这三个基本功能，三者同时进行，相互依存，不可分割，形成统一整体
能量流动是生态系统运转的动力，物质循环是生态系统的基础，信息传递决定能量流动和物质循环的方向
生态系统中的信息与种类
课堂小结
生态系统的信息传递
-生态系统中信息的种类-
物理信息
化学信息
行为信息
Types of information in the ecosystem
-信息传递在生态系统中的作用-
维持生命活动的正常进行
保障生物种群的繁衍
调节生物钟间关系，进而维持生态系统的平衡与稳定
The role of information transmission in ecosystem
-信息传递在农业生产中的应用-
提高农畜产业的产量
对有害动物进行控制
Application of information transmission
生态系统中的信息与种类
当堂检测
1.黄鼬（俗称“黄鼠狼”）主要捕食鼠类，它们体内有臭腺，在遇到威胁时可排出臭气麻痹敌人，鼠类闻到臭气时往往选择逃离。以下有关解释不合理的是（ ）
A.释放的臭气是一种化学信息
B.这种气味信息只对黄鼬有利
C.释放臭气有利于黄鼬躲避危险
D.臭气作为信息可调节种间关系
2. “燕燕于飞，差池其羽” “燕燕于飞，上下其音”（《诗经 国风》），燕子表达的是哪一类 信息？
解析｜行为信息，物理信息
B
生态系统中的信息与种类
当堂检测
3.下列现象所利用的信息不属于化学信息的是( )
A.“温柔陷阱”——捕虫草“绝技”：捕虫草产生香甜的分泌液，引诱昆虫前来并将其捕食
B.“臭名昭著”——野生海芋：海芋释放臭味吸引蚊子前来，帮助传粉
C.“我最闪亮”——孔雀开屏：求偶炫耀
D.“我的地盘”——美洲猎豹：撒尿标记自己的领地
C
解析：捕虫草产生香甜的分泌液、海芋释放的臭味、美洲猎豹撒的尿等均属于化学信息，而孔雀开屏属于行为信息。
生态系统中的信息与种类
当堂检测
4.下列关于生态系统信息传递特征的描述，正确的是( )
A.生态系统的物理信息都来源于非生物环境
B.植物都通过化学物质传递信息
C.信息只能沿食物链从低营养级向高营养级传递
D.信息传递可以调节生物种间关系
D
解析：生态系统的物理信息可以来源于非生物环境，也可以来源于生物，A错误；植物不仅能感受生态系统中的化学信息，也能感受物理信息，B错误；生态系统中的信息传递往往是双向的，C错误；信息传递可以调节生物种间关系，维持生态系统的稳定，D正确。
生态系统中的信息与种类
当堂检测
5.有关生态系统信息传递及其应用的叙述，正确的是( )
A.动物的行为信息只能在同种动物之间双向传递
B.孔雀只能通过行为信息与同类进行交流
C.利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度，属于生态系统中信息传递的应用
D.利用植物生长调节剂对果树进行保花保果，属于生态系统中信息传递的应用
C
解析：动物的行为信息可以在同种生物之间传递，如求偶行为，也可在异种生物之间传递，如捕食者的捕食行为向被捕食者的传递，A错误；孔雀既可以通过开屏等行为信息进行求偶，也可通过鸣叫等物理信息与同类交流，B错误；利用黑光灯诱捕法来调查昆虫的种群密度，利用了物理信息的传递，属于生态系统中信息传递的应用，C正确；用人工合成的植物生长调节剂对植物进行保花保果属于植物生长调节剂的应用，不属于生态系统中信息传递的应用，D错误。
